中國礦業(yè)大學銀川學院

1、中國礦業(yè)大學銀川學院采區(qū)課程設(shè)計說明書課程名稱：煤礦開采學姓 名：王 世 偉學 號： 班 級：采礦工程 2 班 指導教師：張 海 峰一. 采區(qū)概況及地質(zhì)特征 . 錯誤！未定義書簽。1 采區(qū)概況 錯誤！未定義書簽。2 采區(qū)構(gòu)造及水文地質(zhì) 錯誤！未定義書簽。3 采區(qū)煤層賦存情況二 采區(qū)儲量及服務(wù)年限 . 錯誤！未定義書簽。1 儲量 錯誤！未定義書簽。2 采區(qū)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 錯誤！未定義書簽。三 采區(qū)巷道布置與采煤方法的選擇 錯誤！未定義書簽。1 采準巷道布置方案的提出 錯誤！未定義書簽。2 采準巷道布置方案比較 錯誤！未定義書簽。四采煤方法及回采工藝 . 104 采煤方法 104 回采工藝 1

2、0五 采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)和主要機械設(shè)備選型. 131 液壓支架 132 采煤機 133 刮板輸送 134 轉(zhuǎn)載機 145 破碎機 146 可伸縮膠帶輸送機 147 乳化液泵 148 回柱絞車 159 水泵 1510 移動變電站 15一、采區(qū)概況及地質(zhì)特征1 采區(qū)概況本采區(qū)西部為井田邊界，東部為三采區(qū)，上部 -50m 標高以上為風化帶煤柱， 下部邊界標高 -250m。2 采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造及水文地質(zhì) 采區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡單，為單斜構(gòu)造。區(qū)內(nèi)無斷層和褶曲，東部局部有火成 巖侵入。無大的含水層和地下水，開采條件良好。3 采區(qū)煤層賦存情況本采區(qū)內(nèi)不僅有一層煤， 厚度及頂板巖性見下圖。 煤層埋藏穩(wěn)定， 構(gòu)造簡單， 煤質(zhì)

3、中硬，自然發(fā)火期為 3-12 個月。煤巖爆炸系數(shù)為 34-70 。煤層瓦斯含量 小，采區(qū)所屬礦井屬于低瓦斯礦井。煤層具體特征如下圖所示地層順序地層 平垃 巖性 皐度（m）柱狀圖巖土捲述10吃曲：5E蘭丘丘電匾乜芒.丘貯喬舗.茨吮國肝密卓廿N要為怪走堂也真岌罕為10三嘎;7金壬龍宜=其淇匚r-?T圭E重二-中I511H臨爭：M蘭.進去丘吏P，岀圭-雖環(huán)場 芒養(yǎng)農(nóng)丁走芋龍吮壬社左至專它平篙E 11米在該采區(qū)由煤層等高線圖，可測的該采區(qū)的傾角為17，采區(qū)平均走向長為2150米，采區(qū)傾斜長度為962米，平均采高為7米運輸和回風石門標高分別為-250m和-50m采區(qū)儲量與服務(wù)年限1采區(qū)工業(yè)儲量Zg=LX

4、 HX MX D =2150X 962X 7 X 1.4=2027 萬噸L采區(qū)走向長度H采區(qū)斜長M-采取高度D煤的容度2煤柱損失量P = P1 + P2 + P3 + P4P1采區(qū)上下左右邊界煤柱P2采區(qū)上（下）山間的煤柱P3-工作面停采線至上（下）山的煤柱P4上下區(qū)段平巷之間的煤柱煤柱留設(shè)按照建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程的相關(guān)規(guī)定確定。采區(qū)上下山煤柱寬度(沿走向)：厚煤層為20-25m,本采區(qū)取20m工作面停采線至上(下)山的煤柱寬度：厚煤層為30-40m,本采區(qū)取40n，上下區(qū)段平巷之間的煤柱寬度：厚煤層為15-20m。本采區(qū)取20m采取邊界倆個采區(qū)之間的煤柱厚度為

5、10m取10mP=(20+40 X 2+20) X 962+(20+20X 3)X 2150 X 7X 1.4=281.69 萬噸3米區(qū)可米儲量Zk= (Zg-P)X C= (2027-281.69 ) X 75% =1745.31 萬噸式中：ZK-設(shè)計可采儲量,萬t;Zg-工業(yè)儲量，萬t;P-永久煤柱損失量，萬t;C-采區(qū)回采率，厚煤層取75%,中厚煤層取80%，薄煤層85%，這里C = 0.75采區(qū)采出率采區(qū)工業(yè)儲量-開采損失米區(qū)工業(yè)儲量4采區(qū)才出率1745 31100%=100%= 86.1% 75%20275采區(qū)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限1 .確定工作面長由已知條件知：該煤層傾向共有：962m

6、的長度。且采煤工藝選取的是較先進的 綜采，綜采放頂煤法，由采煤學所學知識得知，綜放工作面長度一般為150m-240m巷道寬度為4m 4.5m,本題目選取4.5m,選定4個區(qū)段，區(qū)段煤柱 選為20m,故工作面長度為：1=采區(qū)斜長-采區(qū)邊界長-區(qū)段間的煤柱寬度-巷道寬度/4=(962-20-20 X 3-4.5 X 8)/4=211.5m取5m的整數(shù)倍，所以取L=215m 4個工作面。2.采區(qū)年產(chǎn)量.Ao=LX HX PXyX CX 300X 1.05式中：Ao回采工作面年生產(chǎn)能力L工作面長度mH煤層厚度mP工作面推進距離 m/d （三八制度，一天進6刀。丫 一一煤的容度C回采率300年工作日數(shù)。

7、1.05 掘進采出煤率A0=LX HX PX 丫 X CX 300X 1.05=215 X 7X 6X 1.4 X 0.95 X 300X 1.05=378.31 萬 噸3服務(wù)年限Zk C 1745.31 95%T=4.4 年A378.314工作面接替順序1102停采線100m110111041103310611053108110711101119煤層工作面接替順序:1101 1102110311041105 1101107110811091110注：箭頭表示回采工作面的接替順序。三、采區(qū)內(nèi)準備巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)1、完善開拓巷道為了提高經(jīng)濟效益，本采區(qū)采用雙翼走向開采，根據(jù)所給地質(zhì)條件，在開采

8、水平中，把為該采區(qū)服務(wù)的運輸大巷和回風大巷均布置在煤層底板下方25m的穩(wěn)定巖層中。2、確定巷道布置系統(tǒng)及采區(qū)布置方案分析比較首先確定回采巷道布置方式，由于地質(zhì)構(gòu)造簡單，無斷層,煤層賦存條件好， 涌水量較小，瓦斯涌出量較小，無自然發(fā)火傾向，煤層直接頂為粉砂巖，根據(jù)相關(guān)情況初步制定以下兩個采區(qū)上山布置方案進行比較：方案一：兩條巖石上山將兩條上山都布置在煤層底板巖石中，軌道上山布置在距離底板10m處，運輸上山布置在距離底板15m處，兩上山分別聯(lián)結(jié)兩翼的區(qū)段，平巷不交叉。其 布置特點為，巖石工程量大，掘進費用高，聯(lián)絡(luò)石門長。但維護條件好，維護費 用低，有利于通風，運輸能力大。方案二：雙煤上山將兩條上山

9、都布置在煤層底板上方案三：一煤一巖上山將兩條上山分別布置在煤層的底板和煤層中， 運輸上山布置在距離底板10m 處，軌道上山布置在煤層中。特點：節(jié)省了一條巖石上山，相對減少了巖石工程 量。但軌道上山不易維護，維護費用高，需要保護煤柱。技術(shù)經(jīng)濟比較：項目 萬案第一方案 雙巖上山方案第二方案 雙煤上山方案第三方案一煤一巖上山方案掘進工程量工程量大，因兩下山 均在巖層中，要多掘 進石門和溜煤眼。工程量小工程量較大工程難度困難。是巖巷施工， 二是巷道連接復雜較容易困難管理環(huán)節(jié)多。一是溜煤眼多， 二是漏風地點多少多（同第一方案）巷道維護維護工程量少，維護費用低煤層下山，錨桿、錨 索聯(lián)合支護，維護工 程量大

10、，費用咼第一條煤層下山， 維護工程量較大， 費用較咼支架回收無法回收不可回收煤層上山支架可以 回收利用工程期巖石上山掘進速度慢掘進上山掘進速度快同第一方案采區(qū)方案經(jīng)濟比較表項目、-7 ? A 萬案第一方案 雙巖上山方案第二方案 雙煤上山方案上山 長度m962*2962*2掘進單價/元m-1850750費用/元18700001540000溜煤眼費用10m0單價/元 m-1100008000總費用（三項）19700001540000巷道維護 長度/m962*2962*2單價/元 m-1 a-1維護時間/a費用/元采區(qū)方案經(jīng)濟比較匯總表項目 萬案第一方案第二方案1、初期投資/元（包括上山、石門兩條、

11、溜 煤眼一組）初期投資比較/（ %）總費用/元（1）總投資（2）總費用總費用比較從如上的經(jīng)濟比較中，可以看出雙煤上山所需的總費用要比其它方法所需的 總費用要少，因此在經(jīng)濟上更加合理，沿煤層掘進具有超前探煤作用。同時我國 的煤巷支護技術(shù)也有了很大的提高，尤其是錨噴支護技術(shù)，完全可以滿足煤層上 山的需要。綜合考慮以上因素，可采用在煤層中布置軌道上山，煤層下方處布置 運輸上山。即：選中雙煤上山方式布置生產(chǎn)系統(tǒng)。3、確定工作面回采巷道布置方式由于采區(qū)內(nèi)煤層埋藏平穩(wěn)，地質(zhì)構(gòu)造簡單，無斷層，各煤層瓦斯涌出量較低， 自然發(fā)火傾向較弱，涌水量也較小。結(jié)合綜放面特點，但由于巷道斷面較大，要 求采用強度較高的支護

12、材料。4、工作面推進位置的確定在采區(qū)巷道布置中，工作面布置及推進到的位置應(yīng)以達到采區(qū)設(shè)計產(chǎn)量安全 為準，工作面應(yīng)推進到距上山40m停采線位置處，即為避開采掘超前影響而留設(shè) 的護巷煤柱處。5、采區(qū)上部和下部車場選型（1）考慮到采用采區(qū)上部平車場有車輛運行順當、調(diào)車方便等優(yōu)點，確定采用上 部平車場。（2）由于采區(qū)生產(chǎn)能力大，故下部車場可選擇大巷裝車式下部車場頂板繞道式，由于煤層傾角為12。，而且頂?shù)装鍑鷰r穩(wěn)定，所以選用該形式的車場。裝車站采用折返式。調(diào)車。輔助提升下部車廠采用底板繞道式。四、采煤方法及回采工藝1 采煤方法本采區(qū)內(nèi)共有一層煤，采用綜合機械化放頂煤采煤法，回采工作面長度為215米，工作

13、面推進度為6米。采2.5米，放4.5米，采/放=5/9 1/3.采用“三 八工作制度”，一班割 2 刀煤。根據(jù)標高、走向長度、生產(chǎn)能力將每個煤層劃分 為 4 個區(qū)段，區(qū)段運輸巷道與回風巷道間留設(shè)煤柱。2 回采工藝1 、回采工藝的確定回采工藝是人們根據(jù)回采工作面煤層的賦存條件， 運用某種技術(shù)裝備進行的 生產(chǎn)方式， 在回采工作面進行破煤、 裝煤、運煤、支架及處理采空區(qū)等各種工藝。 回采工藝選擇的原則：（1 ）盡可能使用機械采煤，達到工作面高產(chǎn)高效。（2）勞動安全條件好。（3）煤炭損失少，回采率高。（4）材料消耗少，成本低。2、工藝順序割煤一移架一推溜割煤：割煤方式為雙向割煤， 往返一次割兩刀。 端

14、頭自開切口斜切進刀， 螺旋滾筒 自動裝煤，割煤時，必須保證頂?shù)装迤秸?、煤壁齊直，不得出現(xiàn)割底煤留傘檐現(xiàn) 象。移架支護頂板：采煤機割過煤后， 清凈架前浮煤， 隨之把護幫板、 伸縮梁收回移架支護頂板， 移架滯后采煤機后滾筒 3米到 5米，最大不超過 9米，采煤機過后必須及時推出 護幫板及伸縮梁來控制幫頂，移架步距為 0.25 米。推溜：在支架移完后，順序推移，滯后移架 1015米左右，運輸機彎曲段保持在15 米左右，不得將運輸機推成急彎，采煤機斜切進刀退出后，將機頭（機尾） 推上去。嚴禁相向操作，推溜后，溜子必須保證平直。頂板管理：根據(jù)以往礦壓觀測資料，預(yù)計本面直接頂初次跨落步距為1520米。周期

15、來壓步距為 13 20 米。順槽支撐壓力超前影響范圍預(yù)計為 60 90 米。采區(qū)內(nèi)同時生產(chǎn)的采煤工作面數(shù)目為一個， 其他工作面準備。 采區(qū)內(nèi)共有工 作面 4 個。.1 、滾筒的位置采用雙滾筒采煤機， 在運行過程中為了司機操作安全， 煤塵少，裝煤效果好， 前滾筒沿頂板割煤， 后滾筒沿底板割煤， 并有一定的臥底量， 以增加采煤機對底 板平整性及輸送機槽歪斜的適應(yīng)能力， 避免采煤機和輸送機因底板鼓起或浮煤墊 起而向采空區(qū)傾斜。2、采煤機割煤方式采煤機的割煤方式：雙向割煤，端頭斜切進刀。進刀過程如下：a 當采煤機割煤至工作面 端頭時，其后的輸送機槽已移近煤壁，采煤機身 處尚有一段下部煤，如圖 a 所示

16、。b 調(diào)整滾筒位置，前滾筒下降，后滾筒上升，并沿輸送機彎曲段反向割入煤 壁，直至輸送機直線段為止，然后將輸送機移直，如圖 b 所示。c 再調(diào)換兩個滾筒上下位置，中心返回割煤至輸送機機頭處，如圖 c 所示。d 將三角煤割掉，煤壁割直后，再次調(diào)換上下滾筒位置，返程正常割煤，如圖 d 所示。3、采空區(qū)處理方法確定采空區(qū)處理方法隨著采煤工作面的不斷向前推進，頂板懸露面積越赤越大，為了工作面的安 全和正常生產(chǎn)，就需要及時對采空區(qū)進行處理。由于頂板特征，煤層厚度和保護 地表的特殊要求等條件不同，采空區(qū)有多種處理方法，但最常用的是全部垮落法。全部垮落法，當工作面從開切眼推進一定距離后， 主動撤除采燈工作空間

17、 以外的支架，使接頂自然垮落以后隨著工作面的推進， 每隔一段距離就按計劃回 柱放頂。這樣可以減少工作面的控頂距，而且由于頂板垮落后破碎巖石體積膨脹 而充填采空區(qū)，從而減輕工作面壓力和防止對工作面產(chǎn)生不良影響。確定控頂距及放頂距，以及特種支架形式。端頭支護：工作面上、下采用錨梁網(wǎng)支護，端頭液壓支架護頂五、采區(qū)主要機械設(shè)備選型1、液壓支架 綜采工作面選型的重點石工作面的“三機”配套，其中液壓支架是核心。而 液壓支架選型實質(zhì)上是研究支架與圍巖相互關(guān)系， 因此液壓支架選型涉及頂板分 類，要根據(jù)工作面礦壓特性選定液壓支架支護阻力， 并要考慮每層賦存條件對支 架結(jié)構(gòu)的要求進行選型。本采區(qū)第一層煤的頂板為

18、10 米厚的粉砂巖，極為堅硬。采煤方法為綜采放 頂煤開采。因此選用切頂能力強，工作阻力為8600KN的強力型支撐掩護式支架。型號： ZY8600-24/50D工作阻力： 8600KN 支撐高度： 2400-5000mm2、采煤機采煤機的選型通常是要符合煤層賦存條件對生產(chǎn)能力的要求， 以及刮板輸送機和液壓支架的匹配要求，綜合以上選有鏈牽引采煤機。型號： MG400/940-QWD 截深： 1m 電機功率： 940KW 最大牽引速度： 8.69m/min 滾筒直徑： 2000mm、2500mm3、刮板輸送 與采煤機配套使用時，其輸送量應(yīng)為采煤機最大生產(chǎn)能力的1.2倍。 為了配合滾筒采煤機自開切口，

19、應(yīng)優(yōu)先選用短機頭和短機尾。 為了配合采煤機有鏈牽引的需要， 在機頭和機尾部設(shè)采煤機牽引鏈的張緊 裝置及固定裝置。根據(jù)工作面的生產(chǎn)能力選擇與液壓支架和采煤機配套的邊雙鏈刮板輸送機。型號：SGZ-1000/2X 855鏈速： 1.25m/s輸送量： 900t/h電機功率：2X 700KW4、轉(zhuǎn)載機所選轉(zhuǎn)載機的運輸能力要大于工作面輸送機的運輸能力，它的鏈速一般 工作面輸送機。型號： SZZ-764/160鏈速： 1.44m/s 運輸能力： 1000t/h5、破碎機破碎機的類型和破煤能力， 應(yīng)滿足工作面生產(chǎn)可能出現(xiàn)的大塊煤、 巖等狀況 的需要。型號： LPS-1000 破碎能力： 1000 t/h 電機功率： 110KW6、可伸縮膠帶輸送機膠帶輸送機的帶寬及其傳動功率的選擇， 必須大于轉(zhuǎn)載機的運輸能力， 一般 應(yīng)為 1.2 倍；膠帶輸送機單機鋪設(shè)長度要與綜采面推進長度相適應(yīng)。型號： DSP-1063/1000 帶寬： 1200mm 電機功率： 3X 160KW 運輸能力： 1200 t/h 帶速： 2.5m/s7、乳化液泵乳化液泵站輸出的液流壓力，應(yīng)滿足液壓支架額定工作壓力的需要。型號： MRB-125/320 流量： 315L/min 壓力： 31.5Mpa